Способ возбуждения сейсмических сигналов Советский патент 1992 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к способам возбуждения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ.

Известен способ возбуждения сейсми-/ ческих сигналов, заключающийся в размещении линии детонирующего шнура (ДШ).в. канале, проходящем под поверхностью земли, преимущественно параллельно поверхности, и его взрывание. Указанный способ возбуждения сейсмических сигналов обладает направленным действием, что повышает интенсивность полезного сигнала и снижает уровень помех.

Недостатки этого способа - высокий уровень опасности ввиду того, что в ДШ используются высокочувствительные и опасные в обращении ВВ - гексоген и тэн, и сравнительно малая мощность заряда из одного ДШ (наиболее распространенными марками ДШ являются ДША и ДШЭ, содержащие 13 г ВВ на 1 м длины).

Известен также способ возбуждения сейсмических сигналов, включающий размещение1 в канале, проходящем под поверхностью земли, одновременно с детонирующим шнуром те куче го взрывчатого вещества в виде, например, взрывчатой суспензии, сенсибилизированной тэном или изопропилнитратом, которое инициируется от детонирущего шнура.

Однако ввиду того, что для выполнения способа необходим детонирующий шнур, а в качестве сенсибилизатора взрывчатой суспензии используются высокочувствительные ВВ пасность способа остается высокой. Кроме того, одновременное размещение в канале и ДШ, и текучего ВВ технически сложно, трудоемко и требует разработки специального устройства, синх- ррнизирующего подачу в канал ДШ и теку- i чего В В, что снижает эффективность сейсморабот.

ч

4 О

Цель изобретения - повышение безопасности взрывных работ и эффективности сейсмических исследований путем согласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости В В и трудоемкости взрывных работ.

. В качестве текучего взрывчатого вещества используют водосодержащий гелеоб- разный или эмульсионный взрывчатый состав. Обе эти системы имеют сходные реологические и детонационные характеристики: высокую степень тиксотропности, крайне низкую чувствительность к механическим воздействиям (чувствительность к удару для всех этих составов равна нулю) и одновременно высокую детонационную способность во вспененном состоянии (в отсутствии взрывчатых сенсибилизаторов, та- .шх как тэн, гексрген и др.). При пористости, большей 10 - 15%. критический диаметр, детонации достигает 3 - 5 мм. Вспенивание этих составов осуществляют введением в состав газообразующего вещества - поро- фора перед его размещением в канале или насыщением-сатурированием- под давлением растворимого в составе газа с последующей подачей под давлением сатурированного состава в канал.

Использование в качестве ВВ водосо- держащего телеобразного или водоэмульсионного состава обусловлено тем, что эти составы не содержат мощных и опасных в обраще нии и н ди видуал ьны х. В В, в невспе- нейном состоянии не способны к детонации и соответственно совершенно безопасны в обращении.

При вспенивании состава происходит его сенсибилизация и детонационная способность существенно: возрастает.. Критический диаметр детонации гелеобразного аммиачно-селитренного состава, содержа щетс)2&% воды, снижается с 20 доЗ мм при увеличении пористости с 5 др 15%, а при пористости, меньшей 5%, детонация не возбуждается в зарядах диаметром 30 мм в проточной стальной оболочке при инициировании дополнительным инициатором.

При вспенивании состава увеличивается объем массы В В, которая по мере увеличения пористости заполняет все пространство породного канала, устраняя таким образом возможные нарушения сплошности заряда, которые могут возникнуть за счет неравномерного движения ножевого погружател я или за счёт стекания массы в участки к а папа, которые по каким- либо причинам расположены несколько ниже среднего уровня канала.

Кроме того, при вспенивании состава увеличивается вязкость системы и, соответственно, уменьшается сама возможность перемещения состава за счет сил гравитации.Таким образом, вспенивание.состава в

породном канале позволяет обеспечить сплошность заряда и гарантировать устойчивую детонацию по всей длине заряда. В связи с этим нет необходимости вводить в канал одновременно с текучим взрывчатым

0 составом детонирующий шнур, обеспечивающий в прототипе устойчивость детонации по всей длине заряда. За счет исключения детонирующего шнура и использования безопасного в момент погружения- (не вспе5 н енного) текучего состава существенно снижается опасность взры.вных работ и уменьшается стоимость используемых взрывчатых материалов. Кроме того, отпадает необходимость создания специального

0 устройства для синхронизации одновременной подачи состава и детонирующего шнура, что упрощает процесс размещения ВВ в канале. .

Другой аспект при реализации предла5 гаемого способа возбуждения сейсмиче- . ских сигналов сводится к следующему.

При вспенивании гелеобразного или эмульсионного взрывчатого состава происходит снижение его плотности, которое при0 водит к уменьшению скорости детонации. Снижение скорости детонации за счет уменьшения плотности позволяет увеличить долю энергии взрыва, идущей на образование сейсмической волны, и таким

5 образом повысить эффективность сейсмических исследований, Обьясняется это тем, что для упругой волны характер функции Скорости смещения частиц должен быть безразрывнум, Даже малые разрывные им0 пульсы давления, создаваемые продуктами .взрыва, не воспринимаются средой как чисто упругие. Создаваемые ими разрушения и уплотнение среды оказывает на импульс фильтрующее действие, выполаживая его

5 фронт. Причем в наибольшей мере.разрыв- нойхарактеримпульсадавления проявляется при взрыве мощных ВВ с большей скоростью детонации. Поэтому целесообразно использовать В В, имеющие более

0 низкую, чему тротила и гексо.гена скорость детонации.

Дополнительное увеличение эффективности сейсмических работ при взрыве вспененного в породном канале взрывчатого

5 состава происходит за счет увеличения сцепления ВВ со стенками канала. В этом случае при отсутствии воздушного промежутка между зарядом и стенкой не происходит диссипации энергии упругой волны. Вспенивание взрывчатого состава выполняют до пористости 10 - 60%. При меньшей. чем 10%, пористости составы не обладают высокой детонационной способности и не обеспечивают надежное инициирование капсюлем-детонатором и устойчивую дето- нацию по всей длине заряда. При пористости, большей 60%, возможно образование газовых пузырей большого размера (большего, чем критический диаметр детонации); что может приезсти к затуханию детонации во вспененном составе,

Гелеобразный взрывчатый состав представляет собой желатинированный полиа)е риламидом или гуаргамом раствор (иногда водную суспензию) окислителя и горючего, как правило с добавкой пигментной алюми- ниевой пудры. Состав не содержит индивидуальных мощных ВВ.и сенсибилизуется микропузырьками газа, вводимыми в желатинированный раствор вместе с .частицами алюминиевой пудры или полученными при разложении газообразующего вещества- порофора.. / ; ;-Водоэмульсионный взрывчатый состав представляет собой эмульсию типа вода в масле, в которой дискретной фазой является пересыщенный водный раствор окисли- гелей (как правило, смесь нитратов аммония, натрия, кальция), а непрерывной фазой является раствор эмульгатора в не- растворимом в воде органическом го рто- чем типа индустриального масла, мазут&,: парафина и т.п, За счет крайне малых раз меров .капель (диаметром около,-..1. мкл) эмульсия при детонации ведет себя как. квазигомогенный раствор окислителя и горючего и прекрасно сенсибилизируется микропузырьками газа, полученными при разложении порофора.

Приме р. С помощью ножевого погру- жателя линейных зарядов в почве на глубине 70 см формируют канал. Одновременно по трубопроводу, расположенному с тыльной части ножа, в канал подают эмульсионный взрывчатый состав, содержащий 84,7% нитрата аммония 10,3% воды, 1,8% эмульгатора(карбозолин}, 1,6% индустриального масла I/I-40, 1,6% воска. Перед подачей состава в канал к нему добавляют 2% нитрата натрия в виде ного водного раствора. Через 1.5 - 20 мин после размещения состава в канале в состав помещают электродетонатор ЭДС и ггроиз водят подрыв. Прием возбуждаемых сейсмических сигналов производят стандартным способом.

С помощью ножевого погружателя линейных зарядов в почве на глубине ТО см формируют канал. Одновременно по трубопроводу, расположенному с тыльной части ножа и соединенному герметично с выпускным патрубком зарядно-сатурирующе- го устройства, в канал под давлением 2 - 4 кгс/см передавливают сатурированный углекислым газом (С02) гелеобразный взрывчатый состав, содержащий 55,6% нитрата аммония, 10% нитрата натрия, 115,8% воды, 8% нитрата монометиламина, 0.15% фосфата аммония, 1,05% гелеобразователя (например, гуаргамм), 5,4% этиленгликоля и 4% алюминия марки ПАП-2. Указанный состав перед подачей в канал помещают в зарядно-сатурирующее устройство, в котором после его герметизации из баллона подают под давлением 2-4 кгс/см2 углекислый газ. В сатурирующем устройстве состав выдерживают при периодическом перемешивании не менее ТО мин для растворения в нем С02. Через 1 -2 мин после размещения состава в канале в состав помещают электродетонатор ЭДС и произво- дят подрыв. Прием возбуждаемых; сейсмических сигналов производят стандартным способом.

Использование предлагаемого способа в сейсмических исследованиях позволит существенно повысить безопасность работ за счет исключения детонирующего шнура и использования водосодержащего взрывчатого состава с низкой чувствительностью к механическим воздействиям, повысить эффективность сейсморабот за счет снижения трудоемкости взрывных работ и расширить область использования экологически безопасного способа сейсморазведки,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ возбуждения сейсмических сигналов, включающий размещение текучего ВВ в породном канале под поверхностью земли, преимущественно параллельно поверхности, и инициирование заряда, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения безопасности взрывных работ и эффективности сейсмических исследований путем согласования акустических свойств ВВ и породы, снижения стоимости ВВ и трудоемкости взрывных работ, в качестве текучего взрывчатого вещества используют водосо- держащий гелеобразный или эмульсионный взрывчатый состав, который вспенивают в породном канале до пористости 10-60%, а инициирование детонации осуществляют после завершения процесса вспенивания, при этом вспениванию гелеобразного или эмульсионного состава осуществляют введением в состав перед подачей его в породный канал газообразующего химического вещества порофора или путем насыщения под повышенным давлением растворимого

717164628

во взрывчатом составе газа с последующей става под давлением насыщения в пород- подачей сатурированного взрывчатого со- ный канал.

Изобретение относится к способам возбуждения сейсмических сигналов с использованием взрывчатых веществ. Целью изобретения является повышение безопасности взрывных работ и эффективности сей- еммческих исследований за счет согласования акустических свойств В В и породы, снижения стоимости В В и трудоемкости взрывных работ.Цель изобретения достигается за счет вспенивания непосредственно в породном канале гелеобразного или эмульсионного взрывчатого состава до пористости 10-60%, после чего производят инициирование детонации.